如圖，在水平桌面上固定著兩根相距20 cm、相互平行的無電阻軌道P和Q，軌道一端固定一根電阻為0.01 Ω的導體棒a，軌道上橫置一根質(zhì)量為40 g、電阻為0.01 Ω的金屬棒b，兩棒相距20 cm．該軌道平面處在磁感應強度大小可以調(diào)節(jié)的豎直向上的勻強磁場中．開始時，磁感應強度B0＝0.10 T(設棒與軌道間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等，g取10 m/s2)

(1)若保持磁感應強度B0的大小不變，從t＝0時刻開始，給b棒施加一個水平向右的拉力，使它做勻加速直線運動．此拉力F的大小隨時間t變化關系如圖所示．求勻加速運動的加速度及b棒與導軌間的滑動摩擦力．

(2)若從t＝0開始，磁感應強度B隨時間t按下圖中圖象所示的規(guī)律變化，求在金屬棒b開始運動前，這個裝置釋放的熱量是多少？

答案：
解析：

　　解：(1)由圖象可得到拉力F與t的大小隨時間變化的函數(shù)表達式為F＝F0＋　　2分

　　當b棒勻加速運動時，根據(jù)牛頓第二定律有：F－f－F安＝ma　　2分

　　F安＝B0IL　I＝　　2分

　　v＝at

　　∴F安＝

　　聯(lián)立可解得F＝f＋ma＋　　2分

　　將據(jù)代入，可解得a＝5 m/s2　f＝0.2 N　　2分

　　(2)當磁感應強度均勻增大時，閉合電路中有恒定的感應電流I，以b棒為研究對象，它受到的安培力逐漸增大，靜摩擦力也隨之增大，當磁感應度增大到b所受安掊力F與最大靜摩擦力f相等時開始滑動．

　　感應電動勢：E＝　I＝　　2分

　　棒b將要運動時，有f＝BtIL　∴Bt＝　　2分

　　根據(jù)Bt＝B0＋，得t＝1.8 s　　2分

　　回路中產(chǎn)生焦耳熱為Q＝I22rt＝0.036 J　　1分


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖，A、B、C三個木塊的質(zhì)量均為m，置于光滑的水平桌面上，B、C之間有一輕質(zhì)彈簧，彈簧的兩端與木塊接觸而不固連．將彈簧壓緊到不能再壓縮時用細線把B和C緊連，使彈簧不能伸展，以至于B、C可視為一個整體．現(xiàn)A以初速度v0沿B、C的連線方向朝B運動，與B相碰并粘合在一起．以后細線突然斷開，彈簧伸展，從而使C與A、B分離．已知離開彈簧后的速度恰好為v0．求彈簧釋放的勢能．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某同學利用下述裝置對輕質(zhì)彈簧的彈性勢能進行探究：一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連；彈簧處于原長時，小球恰好在桌面邊緣，如圖（a）所示．向左推小球，使彈黃壓縮一段距離后由靜止釋放；小球離開桌面后落到水平地面．通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能．
回答下列問題：
（1）本實驗中可認為，彈簧被壓縮后的彈性勢能Ep與小球拋出時的動能Ek相等．已知重力加速度大小為g．為求得Ek，至少需要測量下列物理量中的
ABC
ABC
（填正確答案標號）．
A．小球的質(zhì)量m                     B．小球拋出點到落地點的水平距離s
C．桌面到地面的高度h               D．彈簧的壓縮量△x
E．彈簧原長l0
（2）用所選取的測量量和已知量表示Ek，得Ek=
m
gs
2
 
4h
m
gs
2
 
4h
．
（3）圖（b）中的直線是實驗測量得到的s-△x圖線．從理論上可推出，如果h不變，m增加，s-△x圖線的斜率會
減小
減小
（填“增大”、“減小”或“不變”）；如果m不變，h增加，s-△x圖線的斜率會
增大
增大
（填“增大”、“減小”或“不變”）．由圖（b） 中給出的直線關系和Ek的表達式可知，Ep與△x的
2
2
次方成正比．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?桂林模擬）如圖所示，一木塊位于光滑的水平桌面上，木塊上固連一支架，木塊與支架的總質(zhì)量為M．一擺球掛于支架上，擺球的質(zhì)量為m，m＜
12
M擺線的質(zhì)量不計．初始時，整個裝置處于靜止狀態(tài)．一質(zhì)量為m的子彈以大小為v0、方向垂直于圖面向里的速度射人擺球并立即停留在球內(nèi)，擺球和子彈便一起開始運動．已知擺線最大的偏轉(zhuǎn)角小于90°，在小球往返運動過程中擺線始終是拉直的，木塊未發(fā)生轉(zhuǎn)動．
求①擺球上升的最大高度．
②擺球在最低處時速度的大小和方向．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖，A、B、C三個木塊的質(zhì)量均為m．置于光滑的水平桌面上，B、C之間有一輕質(zhì)彈簧，彈簧的兩端與木塊接觸而不固連，將彈簧壓緊到不能再壓縮時用細線把B和C緊連，使彈簧不能伸展，以至于B、C可視為一個整體．現(xiàn)B、C以初速率v0沿B、A的連線方向朝A運動，與A相碰并粘合在一起．以后細線突然斷開，彈簧伸展，從而使C與A、B分離．已知C離開彈簧后的速率恰為v0．
（1）求碰后彈簧未伸展時，A、B、C一起運動的速率；
（2）求彈簧釋放的勢能．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

幾位同學在網(wǎng)上查到在彈性限度內(nèi)彈簧的彈性勢能與彈簧的形變量x之間的關系為，于是他們設想，讓彈簧的彈性勢能全部釋放出來推動物體沿不光滑的水平面運動，測量對應彈簧不同壓縮量下物體滑行的距離，就可以定性地驗證這一結(jié)論，他們設計了如下實驗：將帶有擋板的表面處處粗糙程度相同的木板固定在水平桌面上，將一根很輕的彈簧(約14cm),一端固定在擋板上，將一個做有標記的物塊緊貼彈簧放置在彈簧原長處，并在木板側(cè)面平行木板固定一長條硬紙板，將物塊的標記位置記錄在紙板上，記作O，并以O為坐標原點，以平行木板方向建立x軸，在x軸上O 點的左側(cè)用刻度尺自O點向左每間隔1cm做出刻度線，記作x0=-1cm、-2cm。并將刻度尺固平行固定在木板側(cè)面，并使其0雇刻線與O點重合，在進行實驗時，使彈簧的壓縮量以1cm遞增，釋放物塊，并記錄物塊最終停止運動時標記所在的位置，用刻度尺測量出該位置距離O點的距離，記作x1，記錄的數(shù)據(jù)如圖所示；

次數(shù)n/次

1

  2

  3

  4

  5

  6

7

  8

  9

x0/cm

  -1

  -2

  -3  

  -4

 - 5

  -6

  -7

  -8

  -9

x1/cm

-0.90

-0.20

 0.60

 2.40

  5.00

 

12.60

17.58

21.00

據(jù)此請回答：

(1) 第1、2組數(shù)據(jù)中的x1為負，表示的物理意義為___________________________________。

(2) 分析第3、4、5、組數(shù)據(jù)，于是他們得出結(jié)論______________________________________。

(3) 漏掉的第6組數(shù)據(jù)中的x1值，請你幫他們填在表中相應位置。

(4) 第9組數(shù)據(jù)明顯有偏差的原因最可能是__________________________________________。

(5) 若上述關系式成立，且彈簧的勁度系數(shù)已測出為k，則我們可以用表中的合適數(shù)據(jù)來求出物塊與木板間的動磨擦因數(shù)μ，則還需要的一個測量工具是_________________，須測量的物理量為______________________(并用字母表示)，則μ值的表達式為_____________________(用有關物理量的字母表示)。

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